CN104235847B - 一种玻璃熔制窑炉用燃气喷枪 - Google Patents
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Abstract
该发明属于玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，包括设有燃料气进气管座、带调节阀的空气配气管座、锥形阀杆及阀杆座的配气腔，带常开式喷孔组和中心喷孔的内喷头，带风门的空气进气腔，集初混合段、加速混合段及扩散混合段为一体的文丘里式混合喷射管，连接管，喷头。该发明可用于熔化面积在20～80m2玻璃熔制窑炉使用，综合节能效率较背景技术高5～8％、节约天然气2～5％；因而具有结构设计先进，可根据熔化状况对燃料气与空气的比例、压力进行调节，有效控制炉内火焰的氧化、还原气氛及氧化、还原气氛的转换，喷枪对燃气压力的适应范围宽、射程长、熔化面积大、燃烧时的稳定性好，综合能耗低，以及燃气喷枪的使用寿命长等特点。
Description
技术领域
本发明属于一种玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，特别是一种采用天然气作为燃料熔制玻璃液的窑炉用燃气喷枪，该喷枪亦可作为其它以天然气作为燃料的窑炉燃烧器用。
背景技术
传统的玻璃熔制窑炉用燃气喷枪、如专利号为ZL02276534，名称为《一种窑炉用燃气喷枪》的专利文件，公开了一种包括带内喷头的燃料气进气管，设有空气进气口的预混合腔，一级加速混合腔，二级加速混合腔，扩散混合腔及(喷枪)喷头。该燃气喷枪通过不同直径的内喷孔喷射燃料气与空气自动预混、然后经3-4段不同直径的等直径管体加速混合及扩散混合后即喷入窑炉内；该燃气喷枪虽然具有结构较简单，但由于采用燃料气进气管通过设于其端部的喷头直接提供燃料气并在进入预混合腔与吸入的空气混合、混合气中空气的量无法调节控制，因而既不能根据炉内燃烧情况调节混合气的比例、更不能有效对火焰的氧化、还原气氛进行微调及转换，加之一、二级加速混合腔之间采用阶梯式连接，其对燃气流体阻力大、燃气喷枪的喷射距离受限；此外，该燃气喷枪仅适用于枪前压力在0.065～0.09Mpa的高压燃烧，当枪前压力在0.05Mpa～0.065Mpa范围时燃烧的稳定性极差、而低于0.05Mpa时即不能正常运行，不仅受气源压力影响大、而且仅适用于熔化面积在20～35平方米的窑炉使用。因而，此类玻璃熔制窑炉用燃气喷枪存在既不能对燃料气与空气的比例进行有效调节，又不能根据炉内熔化状况对火焰的氧化、还原气氛进行微调及转换，对枪前气压的适应范围窄，低压时燃烧的稳定性差、甚至不能正常运行，熔化面积小、能耗较高等缺陷。
发明内容
本发的目的是针对背景技术存在的缺陷，改进设计一种玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，该燃气喷枪可根据炉内熔化状况对燃料气与空气的比例、混合气的压力进行有效调节，以达到可对炉内火焰的氧化、还原气氛进行微调及氧化、还原气氛的转换，扩大燃气喷枪对燃气压力的适应范围及在低压燃烧时的稳定性，有效提高燃气的射程(即燃烧时的火焰长度)、熔化面积及能耗，以及延长燃气喷枪的使用寿命等目的。
本发明的解决方案是在燃气喷枪的后部增设一带燃料气进气管座，空气配气管座，调节阀杆及阀杆座的配气腔，在保留传统内喷头所设一组常开式喷孔的基础上、在内喷头中心顺轴心线增设一带控制阀的中心喷孔，以实现对炉内火焰的氧化、还原气氛进行微调及氧化、还原气氛的转换，配气腔上设空气配气管座在燃气喷枪换向停烧时可仍输入适量的空气以冷却枪体及喷头；为了进一步调节混合气中空气的比例，在传统的空气进气腔的壳体上增设一套筒式风门、以对进入空气进气腔内的空气量进行进一步调节和控制；为了在使降低气流在喷枪枪体内的阻力，提高气的流量和气流的稳定性，本发明将原设于空气进气腔内的初(预)混合腔及由3-4段不同直径的等直径管体连接而成的燃料气与空气初(预)混段、加速混合段及扩散混合段组合式管体，改为集初混合段、加速混合段及扩散混合段为一体的经改进的文丘里式混合喷射管，在确保燃气混合均匀的基础上有效降低管内阻力、提高射程，在文丘里混合喷射管的末端改设为扩散混合段，以增大两端压强差，增大气体吸入量，同时也就增大了喷枪本体的气体的流量和流速；本发明在文丘里式混合喷射管与(燃气喷枪的)喷头之间增设一连接管，以增大燃气的射程、熔化面积，同时将喷枪主体与高温区隔开、延长燃气喷枪的使用寿命；本发明即以此实现其发明目的。因而本发明玻璃熔制窑炉用燃气喷枪包括燃料气进气管座，带常开式喷孔组的内喷头及罩(位)于内喷头上的空气进气腔，由初(预)混合段(腔)、加速混合段(腔)及扩散混合段(腔)组成的燃料气与空气加速及混合管体，喷头，关键在于在燃气喷枪的后部设有一带空气配气管座、锥形阀杆及阀杆座的配气腔，燃料气进气管座亦设于该配气腔的壳体上，在燃料气与空气加速及混合管体与喷头之间还设有一可增大燃气的射程和熔化面积的连接管；而在所述带常开式喷孔组的内喷头的中心还设有一受锥形阀杆控制的中心喷孔，在空气进气腔壳体的各进气孔上还设有调节进风量的风门；而含初混合段、加速混合段及扩散混合段的燃料气与空气加速及混合管体则为集初混合段、加速混合段及扩散混合段为一体的文丘里式混合喷射管(筒)；阀杆座固定于配气腔的后端盖上并通过螺纹和密封垫与锥形阀杆活动配合、锥形阀杆前端的锥形头与内喷头中心喷孔后端之间为间隙可调节配合；内喷头、空气进气腔均通过法兰与配气腔前端口密封式紧固连接，文丘里式混合喷射管的后端与空气进气腔的前端口密封式紧固连接，而连接管的前、后端口则分别与喷头后端口及文丘里式混合喷射管的前端口密封式紧固连接，且两连接部所对应两端口的内径均相等。
上述带空气配气管座、锥形阀杆及阀杆座的配气腔，在空气配气管座上还设有一气量调节阀。而所述带常开式喷孔组的内喷头的中心还设有一受锥形阀杆控制的中心喷孔，其中常开式喷孔的个数为8-12个、各喷孔的直径为φ5-8mm，中心喷孔直径为φ12-16mm。所述在空气进气腔壳体的各进气孔上还设有调节进风量的风门，风门为其内径与空气进气腔壳体外径相同(即同一公称直径)的套筒式风门，套筒上对应开设其个数和孔形均与空气进气腔壳体上各进气孔相同的气孔，套筒相对于空气进气腔壳体转动的弧度不大于进气孔宽度所对应弧度的二倍。而所述集初混合段、加速混合段及扩散混合段为一体的文丘里式混合喷射管，其中：初混合段为进气端内径与配气腔内径相同、出口端内径与加速混合段内径相同的锥体形腔体，加速混合段为等直径筒形腔体，而扩散混合段则为锥度为2°-4°、进气端内径与加速混合段内径相等的喇叭形腔体。而所述文丘里式混合喷射管，为了便于加工其喷射管采用两段组合式喷射管，组合连接方式为焊接或可拆卸式密封连接。
本发明由于在燃气喷枪的后部增设一带燃料气进气管座，空气配气管座，调节阀杆及阀杆座的配气腔；在传统仅设常开式喷孔的内喷头上增设一带控制阀的中心喷孔，并在传统的空气进气腔的壳体上增设了一套筒式风门、以对进入空气进气腔内的空气量进行进一步调节和控制；同时采用集燃料气、空气混合段，收缩混合段和扩散混合段为一体的经改进的文丘里式混合喷射管，并在喷射管与喷枪的喷头之间设置一连接管。本发明喷枪管内阻力小、燃气射程长，燃气喷枪可根据炉内熔化状况对燃料气与空气的比例、混合气的压力进行有效调节，以实现对炉内火焰的氧化、还原气氛进行微调及氧化、还原气氛的转换，以及在燃气喷枪换向停烧时可仍输入适量的空气以冷却枪体及喷头；连接管的设置既可进一步提高燃气的射程和熔化面积，又可将喷枪主体与高温区隔开一定距离、延长燃气喷枪的使用寿命；该燃气喷枪在枪前压力0.03～0.09Mpa范围内窑炉均可正常运行、且在低压燃烧时的稳定性亦很好，适用于熔化面积在20～80平方米范围玻璃熔制窑炉使用，其综合节能效率较背景技术高5～8％、其中节约天然气2～5％。因而，本发明窑炉用燃气喷枪具有燃气喷枪的结构设计先进，可根据炉内熔化状况对燃料气与空气的比例、混合气的压力进行调节，有效控制炉内火焰的氧化、还原气氛及氧化、还原气氛的转换，燃气喷枪对燃气压力的适应范围宽且燃烧时的稳定性好，燃气的射程长、熔化面积大，综合能耗低，以及燃气喷枪的使用寿命长等特点。
附图说明
图1为本发明及具体实施方式结构示意图(剖视图)。
图中：1.(锥形)阀杆，2.密封垫压帽，3.密封垫，4.配气腔、4-1.配气腔壳体、4-2.阀杆座、4-3.燃料气进气管座、4-4.空气配气管座、4-4-1.空气量调节阀，5.法兰，6.内喷头、6-1.中心喷孔、6-2.常开喷孔，7.空气进气腔、7-1.进气孔、7-2.套筒式风门，8.文丘里式混合喷射管、8-1.(燃料气、空气)初混合段、8-2.加速混合段、8-3.扩散混合段，9.连接管，10.喷头。
具体实施方式
本实施方式燃气喷枪总长760mm，其中：配气腔壳体4-1轴向长123mm、外径φ70mm、壳体厚3.5mm、与燃料气进气管座4-3配合的座(气)孔直径φ39mm、与空气配气管座4-4配合的座(气)孔直径φ20mm，后端盖上的阀杆座4-2上与(锥形)阀杆1配合的座孔为M20×1.5，(锥形)阀杆1长225mm、其上的螺纹为M20×1.5、螺纹段长130mm、锥头长35mm(后部直径φ16mm、顶端直径φ3,5mm)；密封垫压帽2外径φ48mm、高25mm、与阀杆座4-2配合的内孔为M38×1.5；内喷头固定法兰5外径φ125mm、内径φ40mm其上与内喷头6配合的外径为M48×2，内喷头6长90mm与法兰5固定处内径亦为M48×2、长24mm、内喷头6上中心喷孔6-1孔径φ14mm、长50mm，本实施方式等弧度间隔设置10个孔径φ8mm的常开喷孔6-2；空气进气腔7长60mm、外径φ70mm、厚3.5mm、其等弧度开设6个宽20mm、长47mm、两端半径为R10mm的椭圆形进气孔7-1，套筒式风门7-2长64mm、筒壁厚3.5mm、内径70mm与空气进气腔7外环面滑动配合、相对转动弧长为43mm；文丘里式混合喷射管8总长为375mm，为了加工方便本实施方式采用分两段加工、然后通过可拆卸式密封连接，其中：(燃料气、空气)初混合段8-1和加速混合段8-2为第一段，初混合段8-1大端内径φ63mm、出口端内径与加速混合段8-2内径相同、均为φ38mm，初混合段8-1、加速混合段8-2长分别为60mm及85mm，扩散混合段8-3长200mm、小端内径φ38mm、出口端内径φ48mm(锥度约3°)；连接管9内径φ48mm、管体(工作段)长度100mm；喷头10(工作段)长度50mm、喷孔大端内径φ48mm、出(喷)口内径φ38mm。连接管9两端通过螺纹分别与(文丘里式混合喷射管8的)扩散混合段8-3及喷头10密封紧固连接。
本实施方式适用于与熔化面积在20～80平方米、喷枪前使用压力范围0.03～0.09Mpa的玻璃熔制窑炉配套用；本实施方式的综合节能效率较背景技术高5～8％，其中节约天然气2～5％。
Claims (6)
1.一种玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，包括燃料气进气管座，带常开式喷孔组的内喷头及罩于内喷头上的空气进气腔，由初混合段、加速混合段及扩散混合段组成的燃料气与空气加速及混合管体，喷头，其特征在于在燃气喷枪的后部设有一带空气配气管座、锥形阀杆及阀杆座的配气腔，燃料气进气管座亦设于该配气腔的壳体上，在燃料气与空气加速及混合管体与喷头之间还设有一可增大燃料气的射程和熔化面积的连接管；而在所述带常开式喷孔组的内喷头的中心还设有一受锥形阀杆控制的中心喷孔，在空气进气腔壳体的各进气孔上还设有调节进风量的风门；而含初混合段、加速混合段及扩散混合段的燃料气与空气加速及混合管体则为集初混合段、加速混合段及扩散混合段为一体的文丘里式混合喷射管；阀杆座固定于配气腔的后端盖上并通过螺纹和密封垫与锥形阀杆活动配合、锥形阀杆前端的锥形头与内喷头中心喷孔后端之间为间隙可调节配合；内喷头、空气进气腔均通过法兰与配气腔前端口密封式紧固连接，文丘里式混合喷射管的后端与空气进气腔的前端口密封式紧固连接，而连接管的前、后端口则分别与喷头后端口及文丘里式混合喷射管的前端口密封式紧固连接，且两连接部所对应两端口的内径均相等。
2.按权利要求1所述玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，其特征在于在空气配气管座上还设有一气量调节阀。
3.按权利要求1所述玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，其特征在于所述受锥形阀杆控制的中心喷孔，其中常开式喷孔的个数为8-12个、各喷孔的直径为φ5-8mm，中心喷孔直径为φ12-16mm。
4.按权利要求1所述玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，其特征在于所述各进气孔上还设有调节进风量的风门，风门为其内径与空气进气腔壳体外径相同的套筒式风门，套筒上对应开设个数和孔形均与空气进气腔壳体上各进气孔相同的气孔，套筒相对于空气进气腔壳体转动的弧度不大于进气孔宽度所对应弧度的二倍。
5.按权利要求1所述玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，其特征在于所述文丘里式混合喷射管，其中：初混合段为进气端内径与配气腔内径相同、出口端内径与加速混合段内径相同的锥体形腔体，加速混合段为等直径筒形腔体，而扩散混合段则为锥度为2°-4°、进气端内径与加速混合段内径相等的喇叭形腔体。
6.按权利要求1或5所述玻璃熔制窑炉用燃气喷枪，其特征在于所述文丘里式混合喷射管，为了便于加工其喷射管采用两段组合式喷射管，组合连接方式为焊接或可拆卸式密封连接。
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